在今日出版的最新一期《自然》上,有四篇論文來自華人學者們的研究。這些研究涉及了哪些新知呢?我們在今日一道來看下吧。
1、Wei Lü博士課題組
Cryo-EM structures of the TMEM16A calcium-activated chloride channel
鈣離子激活、非選擇性的離子通道能感知細胞內的鈣離子濃度,從而產生鈉離子和/或鉀離子流,使細胞去極化,調控鈣離子的進入。這些離子通道參與了神經活動和心臟節律,有著很重要的生物學功能。在這項研究中,Van Andel Research Institute的冷凍電鏡專家Wei Lü博士與他的課題組解析了人類中該類離子通道最為廣泛存在的TRMP4通道與鈣離子以及調節劑decavanadate結合下的結構,並觀察到了兩個decavanadate結合位點。此外,他們也觀察到,一個穀氨醯胺可能對單價選擇性有著決定性的作用。這一結構為此類離子通道、以及TRMP家族的功能和藥理學提供了洞見。
2、白曉辰博士/姜有星博士課題組
Structures of the calcium-activated, non-selective cation channel TRPM4
這是本期《自然》雜誌上的第二篇關於TRPM4結構的論文。在這項研究中,德克薩斯大學西南醫學中心的兩名華人學者白曉辰博士與姜有星博士與他們的團隊解析了小鼠在結合/不結合ATP情況下的TRPM4冷凍電鏡結構。研究發現Gln973對單價選擇性有著重要作用,與上文中提到的發現如出一轍。S1-S4結構域,以及post-S6 TRP結構域組成了一個「中央門控裝置」(central gating apparatus),可能與鈣離子以及磷脂醯肌醇(4,5)P2的結合有關。這些結構為TRPM4的複雜門控機制提供了關鍵的研究起點,並有助於揭示TRPM家族的分子結構。
3、Christopher S. Chen博士課題組
A non-canonical Notch complex regulates adherens junctions and vascular barrier function
將血液和組織區分開來的血管屏障(vascular barrier)受到內皮的主動調控,對於生物體內的運輸、炎症、以及細胞穩態均有重要的作用。先前人們發現血液動力學的剪應力是維持內皮屏障功能的關鍵,但它具體發生的機理卻未經闡明。在這項研究中,來自哈佛大學Wyss研究所的Christopher S. Chen博士利用工程化的微血管器官模型,發現Notch1跨膜受體的激活直接調節了血管屏障的功能。剪應力能激活依賴於Dll4的Notch1水解活化,使Notch1的跨膜結構域得到暴露。這足以在細胞膜上促進由VE- cadherin、LAR、以及Rac1 GEF組成的複合體,激活Rac1,並驅動黏合連接的形成。這是一個之前被忽略的信號通路。
4、邢東明博士/陶一之博士/Zhimin Lu博士課題組
KAT2A coupled with the α-KGDH complex acts as a histone H3 succinyltransferase
組蛋白的修飾對基於染色體的生物學進程而言至關重要。然而,組蛋白琥珀醯化的機制和功能卻一直沒有得到闡明。在這篇論文中,清華大學邢東明博士、萊斯大學(Rice University)的陶一之博士、以及MD安德森癌症中心Zhimin Lu博士一道發現,細胞核中的α-KGDH複合體會與KAT2A蛋白在基因的啟動子區域結合,KAT2A蛋白則能夠對組蛋白H3進行琥珀醯化。如果阻止α-KGDH複合體進入細胞核,或是表達關鍵位點突變的KAT2A(Tyr645Ala),就能抑制基因表達。這些發現揭示了組蛋白的一個重要修飾機制。(生物谷Bioon.com)